Todo el mundo ha golpeado alguna vez una sandía para saber por el sonido si está madura. Una técnica similar utilizaron los físicos, solo que en lugar de dedos, destellos de luz invisible, y en lugar de sandía, el gel de cemento, el principal aglutinante del concreto. Dirigiendo pulsos electromagnéticos cortos y captando la respuesta mediante interferometría ultrasensible, realizaron una especie de espectroscopía: un análisis de cómo interactúa el material con la radiación. Y escucharon un claro «tañido» a una frecuencia de alrededor de un terahercio (un billón de oscilaciones por segundo). Esa señal se llama pico bosónico, en honor a Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, quienes describieron el comportamiento colectivo de las partículas. Surge en cualquier cuerpo desordenado, desde el vidrio hasta el helado, y brinda información sobre cuán abigarrado es su relleno a nanoescala.

El gel de cemento no es barro común, sino un material laminado de cadenas de átomos de silicio y oxígeno, intercaladas con iones de calcio. Variando la proporción de calcio a silicio (Ca/Si), se puede controlar qué tan rígidas serán las distintas nanorregiones. Para comprobarlo, los científicos no solo «escucharon» la muestra con luz, sino que también midieron su capacidad calorífica a temperaturas ultrabajas, siguiendo la entropía, medida del desorden del sistema. Allí donde la física clásica deja de funcionar, entran en juego las reglas de la termodinámica cuántica. Los investigadores aplicaron un modelo similar a la ley descubierta por Max Planck para la luz y así determinaron con precisión la frecuencia del pico. Ambos métodos mostraron de forma independiente el mismo pico bosónico, confirmando las predicciones de la simulación numérica a nivel molecular. De la forma del pico se extrajo el número γ, parámetro de heterogeneidad elástica. Cuanto menor es γ, más uniforme es el material y, por tanto, menor será su deformación bajo carga con el tiempo.

¿Por qué es importante? El pico bosónico proporciona una prueba rápida no destructiva: no hace falta romper la muestra para saber cómo se comportará con los años. Permite evaluar rápidamente residuos industriales (cenizas, escorias), que hoy se añaden a cementos bajos en carbono, y seleccionar mezclas con la mejor durabilidad. Además, ese mismo pico establece una conductividad térmica extremadamente baja del concreto, es decir, su capacidad para retener calor. En un futuro, este «nanogolpeteo» ayudará a diseñar hogares más cálidos y puentes más duraderos, simplemente cambiando la receta en la cocina molecular.